철강의 제조 공정
철강을 만드는 제조 공정에 대해 알아보겠습니다. 철강은 크게 철광석을 녹여서 만드는 고로법과
고철을 녹여서 만드는 전기로 제조법으로 나누어 집니다. 오늘은 제철공정과 제강공정에 대해
알아보도록 하겠습니다
제철공정
고로법과 전로법이 있습니다
제철공정은 제선, 제강, 압연의 세 공정으로 크게 분류 할 수 있습니다
(국내 제철소는 포스코와 현대제철이 있음)
- 제선 : 철광석과 부원료(코크스와 유연탄)를 고로(용광로)에서 녹여 용선(쇳물, 선철)을 만드는 공정
- 제강 : 제선공정을 통해 만든 용선의 불순물을 제거하고 화학성분을 조정하여 강종을 만들고 일정한 치수의 반제품을 만드는 공정으로 반제품에는 슬래브, 빌렛, 블룸 등이 있음
- 압연 : 제강 공정에서 나온 반제품을 다양한 압연공정을 통해 철강제품인 냉연, 열연, 후판 등을 만드는 공정
제강공정(전기로법)
제강공정은 제철공정과 달리 선철이 아닌 철스크랩(고철)을 전기로(EF, Electric furnace)에서 적극봉에서 발생하는
고전류 아크열로 녹여 쇳물을 만들어 빌렛, 블룸 등의 반제품을 만드는 방법이다
국내에는 포스코, 현대제철, 세아베스틸, 세아창원특수강 등의 기업이 있다
제강순서
전기로 – 정련 및 진공 탈가스 – 연속주조 – 조압연 및 사상압연 – 정정공정 – 라운드바, 사각바
- 전기로(EF) : 철 스크랩을 전기로에서 녹여 쇳물을 만든다
- 정련로(LF) : 전기로에서 나온 쇳물을 담아 아크열을 이용해 승온시키고 합금 성분을 조정한다
- 진공탈가스장치 : 진공상태에서 쇳물 속의 수소, 질소, 산소 등의 가스와 불순물을 제거한다
- VD : 쇳물을 담은 래들을 탱크 형태의 설비속에 넣어 진공 상태에 노출
- RH : 래들 속에 있는 쇳물을 별도의 Vessel 속으로 환류시켜 진공 상태에 노출
- 연속주조 : 쇳물을 원형이나 사각의 주형에 연속적으로 통과시켜 반제품을 만든다
- 빌렛 : 소형, 봉/형강, 선재
- 불룸 : 중/대형, 봉/형강, 빌렛, 스켈프 등 대형 반제품
- 압연 : 가열로에서 열간온도로 가열 후 조압연기에서 조압연을 거처 원하는 치수로 만드는 공정
- 정정 : 교정 후 피과괴 검사를 하고 추가적으로 2차 가공인 선삭을 통해 결함과 탈탄을 제거하는 공정
고로법과 전기로법 비교
| 구분 | 고로(용적 5,250㎥ 기준) | 전기로(100톤급 기준) |
| 원료 | 철광석, 석회석, 코크스 | 철스크랩(고철) |
| 열원 | 코크스 + 열풍 1539℃ | 전극봉에서 발생하는 고전류 아크열 |
| 방법 | 코크스가 용해 되면서 철의 환원 작용 | 아크열에 의한 전기에너지로 스크랩을 녹여 환원 작용 |
| 건설비용 | 약 3조원 | 약 1조원 |
| 가동조건 | 화입 후 끌 수 없음 | 전기만 있으면 수시로 가동 |
열간압출
소성가공법 중 하나인 열간 압출은 무계목 강관을 제조하는 공법이다
주로 스텐레스강 및 니켈 합금을 무계목 강관으로 제조할 때 사용한다
제강공정으로 생산된 라운드 빌렛을 절단하고 보링 공정을 통해 약간의 홀을 뚫고 프레스로 확관 한다
이후에 고주파가열기에서 열간온도로 가열하여 압출기에 넣어 프레스로 밀어주면서 금형(Die)에 연속으로
통화시키면서 원하는 외경과 두께와 치수를 만드는 공법이다
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